진동에 의한 농업기반시설물 영향 평가

허준 ( Joon Heo ),허지선 ( Ji-sun Heo ),강병윤 ( Byung-yoon Kang ),이태호 ( Tae-ho Lee ),양영진 ( Young-jin Yang ) 한국농공학회 2017 한국농공학회 학술대회초록집 Vol.2017 No.-

농업기반시설물 방조제 및 방수제 제체 주변에 다양한 구조물 등이 건설되기로 계획되어져 있으며, 점차 구조물이 대형화되어 건설공사 과정 중 또는 구조물 완공 후 운영과정에서 발생하는 진동은 방조제 및 방수제 제체에 침하 및 균열과 같은 손상을 발생시킬 수 있다. 농업기반시설물에 진동으로 발생할 수 있는 영향을 조사하고 안정성 평가를 실시하여 진동에 의한 문제들을 사전에 방지할 수 있는 자료를 제공하고자 한다. 일반적으로 진동은 발생원에 따라 건설공사 현장의 발파 등에 의해 생기는 순간적인 충격, 항타나 굴착, 공작기계 등의 작업에 의해 생기는 지속적인 충격 그리고 시설물의 운영 과정에서 발생하는 것으로 구분할 수 있다. 이러한 진동으로 인한 구조물의 손상으로는 시설물 균열 및 지반의 부등침하 등이 있다. 기존의 연구에서는 건설진동 중 항타 진동과 관련하여 말뚝 항타의 진동측정과 주변 구조물의 영향평가를 수행하였으며, 지하철 및 열차의 운행에 의한 지반진동 실태조사와 진동 저감대책 등의 연구가 수행되었다. 그러나 농업기반시설물인 방조제 및 방수제 제체 주변에서 발생하는 이러한 하중에 의한 영향 평가는 미비한 상황이다. 본 연구에서는 농업기반시설물 주변에 발생할 수 있는 진동을 분석하고, 지반조사를 통해 농업기반시설물과 하부지반을 분석하였으며, 수치해석을 통해 주변 시설물 시공과 운영과정에서 발생하는 진동에 의한 농업기반시설물의 영향을 분석하였다.

열차운행에 따른 근접 구조물 영향 사례

도재선(JaeSeon Do),장승엽(SeungYep Jang),박용걸(YongGul Park) 한국철도학회 2012 한국철도학회 학술발표대회논문집 Vol.2012 No.10

각종 시설물이 밀집한 도심지에서 열차가 운행되는 경우, 열차운행에 따른 진동영향이 근접 구조물의 안정성과 사용자 인체에 영향을 줄 수 있다. 반복적인 열차진동은 근접 구조물에 균열발생 등 사용성에 문제를 발생시킬 수 있으며, 소음과 진동은 사용자에 불쾌감을 유발할 수 도 있다. 이러한 경우 열차진동에 대한 근접 구조물과 사용자에 대한 적절한 영향평가가 필요하며, 평가방법으로는 진동 및 소음계측을 통한 실측자료를 이용하는 방법이 가장 현실적이나, 설계 및 시공 단계에서 실측에 의한 방법은 여러 가지 제약이 있으므로 유사사례를 통한 수치해석적 방법이 가장 현실적인 대안으로 적용될 수 있다. 본 논문에서는 정거장 구조물과 근접 운행되는 열차의 진동영향을 고찰하기 위하여 지반진동 특성을 반영한 3차원 수치해석을 이용해 근접 구조물의 진동영향을 평가하였다. 또한 진동영향에 따른 안정성을 확보하지 못하는 경우에 대한 적용 가능한 대책공법을 제시하였다. The vibration caused by train-set performance in the complex city can influence the stability of adjacent structures as well as the human body. Repetitive vibration can lead to problems for the usability of adjacent structures by cracking etc, and induced vibration and noise can cause displeasure to users. In this case, It is necessary to assess suitably about to adjacent structures and users effecting by train-vibration. Using field measurement data of existing system is most practical evaluation method, however, there are limits to manage the measurement data in design and construction stage, using numerical analysis with similar cases can be applied to an alternative way. In this paper, to investigate the effect of the vibration induced by train which running close to the station, we evaluated vibration effect of adjacent structures through three-dimensional numerical analysis reflecting the characteristics of ground vibration. In addition, the reinforcement methods were suggested to the cases can not ensure the stability of adjacent structures against the vibration induced train.

광산 발파 시 인근지역에 미치는 발파영향에 대한 환경적 접근

정병훈,이승호 한국지반환경공학회 2015 한국지반환경공학회논문집 Vol.16 No.12

Since blasting noise is impact noise, it will give a sudden shock to the human. In the case, such as the blast vibration, it has given aging buildings and livestock great damage to move the vibration along ground in nearby regions. In this study, the influence of the blasting generated during excavation was analyzed for effects on regional. A couple of field and laboratory surveys about geological were carried out to figure out the geological ratio in the study-performed area. Blast vibration noise was compared to the domestic and abroad case studies and each of the institutions permissible standards established the most appropriate criteria in site condition. The vibration velocity of blasting vibration exploits the values which were measured from test blasting on the ground in order to examine blasting effect. Considering the blasting point as the shortest distance from safety facilities (farms, private houses, etc.), the examination of the influence range, which was derived from the vibration velocity of blasting vibration, was performed to figure out how the point affected the safety facilities. Three-dimensional numerical analysis was performed a time history analysis in order to analyze the behavior of the structure for a dynamic blast load, which was determined in three directions of the blast vibration value. The results of three-dimensional numerical analysis and the blasting effect of blasting vibration estimation equation blasting vibration of impact circle with accompanying test blasting were compared. And the analysis confirmed similar results figures. 발파소음은 충격음이기 때문에 인체에 갑작스런 충격을 주며, 발파진동과 같은 경우에는 지반을 따라 진동이 이동하여 인근 주변의 노화된 건물, 가축과 인체에도 큰 피해를 끼칠 수 있다. 본 연구에서는 광산 굴착 시 발생하는 발파영향이 인근지역에 미치는 영향에 대하여 분석하였다. 연구대상 지역의 지반현황을 파악하기 위해 지질조사, 현장시험과 실내시험 등의 지반조사를 수행하였다. 발파진동소음에 대해서는 국내・외 적용사례와 각 기관별 허용기준을 비교하여 현장조건에 가장 적합한 기준을 설정하였다. 발파영향을 검토하기 위해 발파진동 추정 식은 현장에서 시험발파를 수행하여 측정된 발파진동 값을 활용하였다. 발파진동 추정 식을 활용한 영향원의 검토는 발파지점을 보안물건(농장, 민가 등)으로부터 최단거리로 정하여 보안물건에 미치는 영향을 검토하였다. 또한 3차원 수치해석을 수행하여 발파진동 영향검토를 수행하였다. 3차원 수치해석은 동적 발파하중에 대한 구조물의 거동을 해석하기 위해 시간이력해석을 수행하였으며, 3방향에 대한 발파진동 값을 구하였다. 시험발파에 따른 발파진동 추정 식을 이용한 발파진동 영향원 검토 결과와 발파영향에 대한 3차원 수치해석 값을 비교・분석한 결과, 유사한 결과 수치를 확인하였다.

콘크리트 댐체의 고유진동수 측정과 변화거동

홍웅기(Woong-Gi Hong),이광재(Kwang-Jae Lee),진영문(Young-Moon Jin),송정언(Jeong-Un Song) 한국엔터테인먼트산업학회 2015 한국엔터테인먼트산업학회논문지 Vol.9 No.2

본 연구는 환경공해진동을 평가하기 위한 기초자료를 얻기 위하여 수행되었다. 콘크리트 댐체에서 고유진동수를 측정하여 다음과 같은 결론을 얻었다. 댐체의 양 끝단에서 저주파수 대역으로 측정되었고, 특히 E 측점과 J 측점 사이에서 주파수 대역의 편차가 크고 랜덤하게 나타났다. 이는 바람의 영향과 수압, 댐체 중앙 부근으로 갈수록 고유진동수가 다른 측점보다 더욱 크게 나타나는 특성 때문이라 판단된다. 변위가속도 또한 고유진동수와 유사한 경향을 보였다. 외부에서 전달되는 외력의 강제진동수는 댐체의 고유진동수 영역보다 항상 작은 값으로 산출되었으며, 주파수 대역은 대부분 충격성 저주파영역을 나타냈다. 이러한 전달 과정에서 매질자체가 갖는 고유특성이나 수진점의 고유진동수, 또는 실시간 주파수분석 등을 고려한 환경공해진동의 정량적인 진동영향평가 기법이 필요하며, 아울러 고유진동수를 고려한 예측모델을 구성하기 위하여 구조체의 기초물성 및 기여도를 분석하고, 계측 데이터의 오차분석, 표준편차 및 보정에 의한 모델의 타당성 평가와 검증 과정이 수행될 때 환경공해진동의 정량적인 평가가 확립될 수 있을 것으로 사료된다. The purpose of this study is to obtain basic data for assessment the vibration as one of the environmental pollution. Natural frequencies in free field were measured as follows: At both ends of the dam crest, the natural frequency was measured with a relatively low frequency. Particularly, the deviation of frequency domain at E and J M.Ps were large and determined randomly. Because toward the central part of the dam crest, the effects of wind, water pressure, and natural frequencies are more large compared to the other M.Ps. Additionally, acceleration values were also measured similar to the trend of natural frequency. Vibration impact assessment that considered the natural characteristics of the medium in the delivery process, natural frequency of vibration receptor and the real-time frequency analysis reached the point of need. This is intended to identify vibration amplification by the resonance of frequency and additional vibration energy. And in order to configure the prediction model which considering the characteristics of frequency, the basic physical properties and contributiveness to the general structure must be analyzed. Feasibility assessment and verification of the model using standard deviation, correction and error analysis of measurement data must be carried out. As a result, the quantitative assessment of the vibration as one of the environmental pollution can be expected to be established.

PC-Box 교량상 열차주행에 따른 구조물의 진동영향 평가

이승원 경복대학 2000 京福論叢 Vol.4 No.-

본 연구에서는 PC-Box 교량상 열차주행에 따른 구조물의 진동영향평가에 대하여 연구하였다. PC-Box 교량 구조물에서의 진동을 계산하기 위하여 열차와 교량구조물과의 복합적인 동적 상호작용해석을 수행하였다. 이러한 진동해석을 통하여 교량의 교각에 작용하는 동하중을 구할 수 있는데, 전 단계의 연구결과 구해진 동하중을 입력하중으로 하여 교각과 지반 그리고 구조물로 연결된 시스템의 진동해석을 수행하였다. 따라서 교량에 가해진 열차의 동적하중이 교각과 지반을 통하여 전달되어 교량하부 근처의 각종 구조물등에 미치는 각종 진동영향평가를 수행하였다. 이러한 진동영향평가는 각종 진동기준에 의하여 인접 구조물, 구조물내 정밀기기, 인체에 미치는 영향에 대해 수행되었다. 따라서 본 연구결과는 열차의 동적하중에 의한 교량하부 인접 구조물에 대한 진동영향 및 피해예측에 활용될 수 있을 것 이다. An numerical procedure is presented for evaluating the vibrations in structures neighboring PC-Box railway bridges due to high speed train running. In order to vibration analysis, it is required to consider the interaction between trains and bridges. Therefore simulation method is developed to analyze the dynamic interaction problem between high speed trains and PC-Box bridges. The dynamic interaction analysis for a pier, soil medium, and a structure is carried out by numerical analysis. The input force in this analysis is given as the dynamic loading subjected to a pier, which was obtained through the former study. To investigate the vibration effects on the structure, vibration-sensitive equipment, and human, the vibration levels in the structure are compared with the standards related to each of them.

다수 케이블요소를 사용한 사장교의 횡방향진동을 포함한 비선형 해석

성익현,윤기용,Seong, Ik-Hyun,Yoon, Ki-Yong 한국강구조학회 2000 韓國鋼構造學會 論文集 Vol.12 No.6

다양한 이동하중을 받는 3차원 사장교에서 동적응답을 구하고자 동일 제원을 갖는 사장교 해석모델에 대하여 두 가지 케이블요소를 적용하여 케이블의 면외 진동영향을 포함한 경우를 알아보고자 하였다. 특히 사장교와 같은 전 구조체계가 유연성을 갖는 구조에서는 사용하중하에서도 동적응답이 민감할 것으로 가정하고 주탑, 바닥판을 연결하는 케이블의 유연성을 포함하여 거동을 파악하고자 하였다. 또한 진동해석시 정적비선형해석을 통한 기하강도행렬과 접선강도행렬을 연계하여 수행하였으며 특히 케이블을 다수의 요소로 분할한 경우에서 단일 케이블요소로 고려되는 축방향진동 이외의 다양한 진동모우드를 나타내고 이러한 면내, 면외진동의 영향이 주탑 및 바닥판과의 상호 연성관계를 통한 추가적인 거동을 유발함을 알 수 있었다. 또한 케이블의 진동영향을 고려한 경우 비대칭 편도의 이동하중을 적용하여 바닥판의 회전각을 비교할 경우에도 케이블의 횡진동의 영향이 전체구조의 추가적인 동적응답을 나타냄을 볼 수 있었다. To investigate the characteristics of the dynamic response of long-span cable-stayed bridges due to various dynamic loadings likes moving traffic loads, two different 3-D cable-stayed bridge models are considered in this study. Two models are exactly the same in structural configurations but different in finite element discretization. Modal analysis is conducted using the deformed dead-load tangent stiffness matrix. A new concept was presented by using divided a cable into several elements in order to study the effect of the cable vibration (both in-plane and swinging) on the overall bridge dynamics. Futhermore case of asymmetric traffic loading clustered in one direction are also considered to study the torsional response of the bridge. The result of this study demonstrates the importance of cable vibration on the overall bridge dynamics.

고가 교량의 진동 저감에 대한 연구

손영호 慶北專門大學 2006 慶北專門大學 論文集 Vol.24 No.-

수송 물자의 대형화에 따른 차량의 대형화가 두드러지고, 이러한 차량이 빈번히 고가교를 통과하고 있다. 특히 최근의 교량 구조물은, 여러 가지 성능을 만족하기 위해서 복잡해지고 있는 추세이다. 본 연구는 대형 차량이 고가교의 신축이음장치를 통과할 때 발생하는 충격 진동을 저감시키는 해석적 연구이다. 이와 같은 충격 진동은 도심부의 주변 환경에 악영향을 미치고 있다. 충격 진동을 저감시키기 위하여 교량상판을 연장시키는 연장상판을 해석적으로 모델링 하였다. 본 연구에서는 시험 차량의 주행시에 계측한 실측결과를 본 연구에서 개발한 2차원 차량모델 및 교량모델과의 상호작용 해석 결과와 비교함으로써 연구결과의 타당성을 입증하였고, 슬래브의 연장을 모델화한 해석모델에 대한 수치해석 결과로부터 진동 경감을 정량적으로 나타내었다. Study on the Vibration Reduction of Viaduct A large vehicle for the large size of transportation supplies is conspicuous, and these vehicles are frequently passing on the viaduct. Specially, a recent bridge structure is very complicated in order to be satisfied with several kinds of performance. This study is an analytical research which reduces the shocking vibration, where the large vehicle passes the expansion joint of viaduct. This kind of vibration has given bad effect to peripheral environment of the down town. In order to reduce this kind of shocking vibration, this study is followed to the analytical model of the extended slab. It is certified the result of this study by comparison field test results of driving vehicle model with the analysis results to inter action between 2-D model of vehicle and bridge. Furthermore, it is showed that the shocking vibration at expansion joint is quantitatively reduced by the numerical analysis result of the extended slab model.

터널 굴착 시 주변 구조물에 미치는 영향을 고려한 발파 설계 사례

백승규(Seung-Kyu Baek),추석연(Seok-Yeon Choo),윤종오(Jong-O Yoon),백운일(Un-Il Baek),박형섭(Hyung-Seop Park) 한국암반공학회 2006 터널과지하공간 Vol.16 No.5

본 연구에서는 기존의 시추공 시험 발파 결과를 이용한 분석뿐만 아니라, 3차원 수치 해석으로 터널 굴착 시 실제 발파와 동일한 조건을 적용한 발파진동영향 검토를 실시하고 주변 구조물에 미치는 진동 영향을 분석하여 발파패턴 설계를 수행하였다. In generally blasting pattern design is carried out in-situ borehole blasting test and its analysis. We added the 3D numerical analysis for blast induced vibrations. This paper is case study of 3D numerical analysis in which considered blast induced vibration affected across buildings, and then we design the blasting pattern of tunnel excavation.

발파진동이 터널구조물에 미치는 영향

문훈기,신종호,Moon, Hoon-Ki,Shin, Jong-Ho 한국터널지하공간학회 2008 한국터널지하공간학회논문집 Vol.10 No.3

도심지내 굴착공사는 기존 지하구조물의 근접시공의 시계가 증가하는 추세이다. 근접시공에 따른 터널의 안정성은 가이드라인이 제시되어 있으나, 굴착공사에서 유발되는 발파신동이 터널구조물에 미치는 영향에 대한 연구는 미미한 실정이다. 본 연구는 국내외의 터널 안전영역 기준과 발파진동의 허용기준을 검토하고 진동가이드라인을 추정하기 위하여 수치해석적인 방법을 사용하여 수행하였다. 해석에 사용된 발파하중은 이론식인 International Society of Explosive Engineers(2000) 제안식을 이용하여 폭굉압력(detonation pressure)을 산정하였고 해석 모델은 서울지하철을 대상으로 하였다. 실제발파현장에 인접한 지하철 구간의 진동계측치를 수치해석결과와 비교하여 수치해석의 적정성을 검토하였다. 동적수치해석 결과 라이닝의 절점에 작용하는 진동속도의 영향원으로부터 허용값을 만족하는 영역을 제시하였다. In urban areas, it is very often to excavate ground adjacent to existing structures for the construction of new buildings. Deformation and vibration induced by such construction activities may cause damages to the existing structures and petitions from citizens. To secure safety of the existing structures, particularly of tunnels, establishment of general guidelines on vibration have been crucial concerns, although some institutions have their own guidelines which are not generally accepted. This study aims establishing guidelines for tunnel safety due to blast-induced vibration. Numerical methods are adopted for this study. Blast load equation proposed by International Society of Explosive Engineers (2000) is used to decide detonation pressure. Analysis models were obtained from the construction cases of Seoul Metros. By performing dynamic numerical analysis, vibration velocity of an existing tunnel is evaluated. The numerical results are verified by comparing with the field measurement data obtained in excavation sites adjacent to an existing tunnel. Based on the results vibration safety zone is proposed. Influence circle for vibration velocity is drawn and the area not exceeding the allowable vibration velocity is established.

무진동 굴착구간에서의 시공성 향상을 위한 미진동 전자발파공법 평가

정승원,송진혁,황남순,김현기,김남수,이종우 사단법인 한국터널지하공간학회 2023 한국터널지하공간학회논문집 Vol.25 No.2

본 현장은 265 m 구간이 무진동 굴착공법으로 설계되어 있지만 시공성과 경제성의 저하가 우려된다. 이러한 이유로 미진동 전자발파공법이 제안되었다. 미진동 전자발파의 적용성 평가를 위해서 본 현장 직전 적용하였던 미진동 전자발파(제안 Ⅰ)와 본 현장과 같이 지하철 근거리에서 시공된 미진동 전자발파(제안 Ⅱ)의 발파진동 영향범위를 분석하였다. 두 제안의 발파진동 영향범위 비교결과, 제안 Ⅱ의 영향범위가 더 보수적으로 산출되었다. 본 현장의 근거리라는 특수성을 고려할 때, 보다 안전한 시공을 위해 설계변경에 제안 Ⅱ를 선정하였다. 결과적으로 무진동 굴착구간 265 m 구간 중 72m 구간에 대하여 미진동 전자발파공법으로 변경하여도 구조물에 미치는 영향이 없을 것으로 예측된다. 그리고 총 예상굴진 소요 기간 662.5일에서 144일 단축할 수 있기 때문에 높은 경제적 이익을 얻을 수 있다고 평가된다.